CN115533110B - 一种铜锌合金粉末的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铜锌合金粉末的制备方法，具体步骤如下：步骤S1、配料；步骤S2、熔炼；步骤S3、水雾化；步骤S4、离心脱水；步骤S5、还原；步骤S6、筛分：将还原后的金属合金粉末进行筛分得到松比为3.0‑3.7g/cm³的铜锌合金粉末。本发明采用还原炉进行烘干，水分可以完全烘干，控制好温度不会结块，不用破碎，效率高。

Description

一种铜锌合金粉末的制备方法
技术领域
本发明涉及金属合金粉末制备技术领域，尤其涉及一种铜锌合金粉末的制备方法。
背景技术
粉末冶金是一种新兴的制造方法，较传统的铸造和车削机械加工方式有着很多的优点，其具备显著的节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列特性，非常适合于大批量生产。粉末冶金所使用的材料种类繁多，比较常见的有铁基、铜基、硬质合金等金属或非金属粉末材料，其中铜锌合金的黄铜粉末具有优良的耐磨和耐腐蚀的特性，在交通、机械、航空航天、船舶、兵器和核工业等领域都有广泛的应用。
传统的铜锌合金黄铜粉是采用水雾化铜锌合金熔液所得，此种方法制得的黄铜粉，其原料在熔炼过程中损耗较大，同时，在还原工序后还需要进行破碎工序，再进行合金粉末的筛分，导致生产效率低，影响企业的发展。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种铜锌合金粉末的制备方法，其工艺简单、原材料熔炼损耗低，不需要破碎工序生产，生产效率高。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种铜锌合金粉末的制备方法，具体步骤如下：
步骤S1、配料：采用铜线和62黄铜棒作为原材料，其中，所述铜线占总重量的35-50%，62黄铜棒占总重量的50-65%；
步骤S2、熔炼：将铜线和62黄铜棒加入中频炉进行熔炼，通过中频炉的线圈感应加热，将原材料熔化为液体；加料时，先加入62黄铜棒，再加铜线，最后在表面加木炭进行覆盖，防止锌的挥发；加木炭覆盖，熔炼损耗低于0.3%；
步骤S3、水雾化：将熔炼得到的铜液进行水雾化，铜液经过水雾化形成不规则颗粒形状物；
步骤S4、离心脱水：将水雾化后的不规则颗粒形状物进行离心脱水，得到干燥的不规则颗粒形状的金属合金粉末；
步骤S5、还原：将脱水后的金属合金粉末通过还原炉进行还原，还原过程中通入氨分解气体进行保护还原，还原温度为470-600℃，还原时间为2-3小时，氨分解气体的气流量为6-10m³/h；
步骤S6、筛分：将还原后的金属合金粉末进行筛分得到松比为3.0-3.7g/cm³的铜锌合金粉末。
进一步地，水雾化工序中，采用水压及喷环、喷嘴的控制，喷嘴连接于喷环上，喷环与进水管相连通。
进一步地，步骤S6中筛分时采用100目筛网。
进一步地，水压为13-18MPa。
进一步地，所述喷嘴包括出水口直径为15mm和10mm两种，其中，出水口直径为10mm的喷嘴有六个，出水口直径为15mm的喷嘴为二个，两个出水口直径为15mm的喷嘴呈中心线对称布置，六个出水口直径为10mm的喷嘴以两个出水口直径为15mm的喷嘴的连线为轴线对称布置；8个喷嘴呈环形阵列方式均设于喷环上。
进一步地，所述喷嘴的出水口与水平面呈32度夹角。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：1、加料时，先将加入62黄铜棒，再加铜线，最后在表面加木炭进行覆盖，防止锌的挥发；投料顺序，影响原材料的损耗大小；特别是锌含量的损失，加木炭覆盖，熔炼损耗低于0.3%以内。
2、采用还原炉进行烘干，水分可以完全烘干，控制好温度不会结块，不用破碎，效率高。
3、水雾化工序中，采用水压及喷环、喷嘴的控制，喷嘴连接于喷环上，水压为13-18MPa，喷嘴包括出水口直径为15mm和10mm两种，其中，出水口直径为10mm的喷嘴有六个，出水口直径为15mm的喷嘴为二个；铜锌合金粉末的松比为：3.0-3.7g/cm³。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明一个实施例的一种铜锌合金粉末的制备方法，具体步骤如下：
步骤S1、配料：采用铜线和62黄铜棒作为原材料，其中，所述铜线占总重量的35-50%，62黄铜棒占总重量的50-65%；
步骤S2、熔炼：将铜线和62黄铜棒加入中频炉进行熔炼，通过中频炉的线圈感应加热，将原材料熔化为液体；加料时，先加入62黄铜棒，再加铜线，最后在表面加木炭进行覆盖，防止锌的挥发；
投料顺序，影响原材料的损耗大小；特别是锌含量的损失，加木炭覆盖，熔炼损耗低于0.3%；
步骤S3、水雾化：将熔炼得到的铜液进行水雾化，铜液经过水雾化形成不规则颗粒形状物；
步骤S4、离心脱水：将水雾化后的不规则颗粒形状物进行离心脱水，得到干燥的不规则颗粒形状的金属合金粉末；
步骤S5、还原：将脱水后的金属合金粉末通过还原炉进行还原，还原过程中通入氨分解气体进行保护还原，还原温度为470-600℃，还原时间为2-3小时，氨分解气体的气流量为6-10m³/h；采用还原炉进行烘干，颜色比较好，水分可以完全烘干，控制好温度不会结块，不用破碎，效率高；
步骤S6、筛分：将还原后的金属合金粉末进行筛分得到铜锌合金粉末，筛分时采用100目筛网。
本实施例中，铜锌合金粉末根据生产需求进行相应的混合和/或包装。
本实施例中，在470-600℃的还原温度下，金属合金粉末不会产生结块，故不需要进行破碎工序。
本实施例中，其中，水雾化工序中，采用水压及喷环、喷嘴的控制，喷嘴连接于喷环上，喷环与进水管相连通，水压为13-18MPa，所述喷嘴包括出水口直径为15mm和10mm两种，其中，出水口直径为10mm的喷嘴有六个，出水口直径为15mm的喷嘴为二个，两个出水口直径为15mm的喷嘴呈中心线对称布置，六个出水口直径为10mm的喷嘴以两个出水口直径为15mm的喷嘴的连线为轴线对称布置；8个喷嘴呈环形阵列方式均设于喷环上；进一步地，所述喷嘴的出水口与水平面呈32度夹角；铜锌合金粉末的松比为：3.0-3.7g/cm³。
下述性能参数以铜线占总重量的43%，62黄铜棒占总重量的57%为依据；
本实施例的铜锌合金粉末产品性能介绍
1.物理性能
①松比：3.0-3.7g/cm³
通过水压及喷环、喷嘴的控制，水压为15MPa，喷嘴包括出水口直径为15mm和10mm两种，其中，出水口直径为10mm的喷嘴有六个，出水口直径为15mm的喷嘴为二个；
Figure 923438DEST_PATH_IMAGE001
从上表可知，水压压力在15MPa-16MPa之间松比在中限值，成品率较高，成形性较好。一般松比越高，成形性越差，容易出现生产制品的过程中导致掉边掉角，有质量风险，松比太低的话，其粗渣会变多，从而成品率较低，故水压压力在15MPa-16MPa之间。
②粒度分布要求：
Figure 182119DEST_PATH_IMAGE002
从上表可知，铜锌合金粉末的粒度根据市场需求进行不同粒度的生产，不受限。
③流速：15-35s/50g
2.化学性能
Cu：78-82%
Zn：18-22%
3.烧结性能
①不同温度的烧结收缩率及强度：
Figure 652415DEST_PATH_IMAGE003
上述表格为在水压压力为15MPa时生产的粉末的烧结参数，其随着温度的增加，收缩率同步增加，强度也会同时增加，因市场要求的收缩率不同，故通过烧结温度来进行调整到市场要求的指标。
本实施例的铜锌合金粉末用途：1、粉末冶金微小电机轴承使用；2、粉末冶金平衡环、结构件；3、表面喷涂行业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种铜锌合金粉末的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤S1、配料：采用铜线和62黄铜棒作为原材料，其中，所述铜线占总重量的35-50%，62黄铜棒占总重量的50-65%；
步骤S2、熔炼：将铜线和62黄铜棒加入中频炉进行熔炼，通过中频炉将原材料熔化为液体；加料时，先加入62黄铜棒，再加铜线，最后在表面加木炭进行覆盖，防止锌的挥发；加木炭覆盖，熔炼损耗低于0.3%；
步骤S3、水雾化：将熔炼得到的铜液进行水雾化，铜液经过水雾化形成不规则颗粒形状物；
步骤S4、离心脱水：将水雾化后的不规则颗粒形状物进行离心脱水，得到干燥的不规则颗粒形状的金属合金粉末；
步骤S5、还原：将脱水后的金属合金粉末通过还原炉进行还原，还原过程中通入氨分解气体进行保护还原，还原温度为470-600℃，还原时间为2-3小时，氨分解气体的气流量为6-10m³/h；
步骤S6、筛分：将还原后的金属合金粉末进行筛分得到松比为3.0-3.7g/cm³的铜锌合金粉末；
水雾化工序中，采用水压及喷环、喷嘴的控制，喷嘴连接于喷环上，喷环与进水管相连通；
所述喷嘴包括出水口直径为15mm和10mm两种，其中，出水口直径为10mm的喷嘴有六个，出水口直径为15mm的喷嘴为二个，两个出水口直径为15mm的喷嘴呈中心线对称布置，六个出水口直径为10mm的喷嘴以两个出水口直径为15mm的喷嘴的连线为轴线对称布置；8个喷嘴呈环形阵列方式均设于喷环上。
2.根据权利要求1所述的一种铜锌合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S6中筛分时采用100目筛网。
3.根据权利要求1所述的一种铜锌合金粉末的制备方法，其特征在于：水压为13-18MPa。
4.根据权利要求1所述的一种铜锌合金粉末的制备方法，其特征在于：所述喷嘴的出水口与水平面呈32度夹角。
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